La glicoproteína P (Gp-P) es una proteína transportadora de la barrera hematoencefálica (BHE) que extrae sustancias endógenas (péptidos, aminoácidos, hormonas esteroides, lípidos y fosfolípidos, entre otros) y exógenas (xenobióticos, incluyendo fármacos) del sistema nervioso central (SNC) hacia la sangre, manteniendo la homeostasis cerebral1,2.

La Gp-P es codificada por el gen ABCB1 (locus 7q21.12), el cual contiene variantes genéticas que potencialmente pueden alterar la función de Gp-P3; 3resultan de especial interés por su gran variación interindividual e interétnica: C1236T (rs1128503), G2677T/A (rs2032582) y C3435T (rs1045642), cuyo haplotipo CGC (1236/2677/3435) es más frecuente en caucásicos y africanos, mientras que el haplotipo TTT es el más frecuente en asiáticos3-6. De manera normal, Gp-P pierde gradualmente funcionalidad con la edad, lo que predispone a distintas enfermedades7, hecho que se acentúa en personas portadoras de una Gp-P con ciertos genotipos.

ABCB1 se expresa en gran variedad de células inmunológicas como monocitos, células dendríticas, linfocitos T y B (incluyendo células astrogliales y microgliales); Gp-P participa como mediadora del flujo de esteroides, prostaglandinas y citocinas en astrocitos reactivos implicados en la formación de lesiones y el proceso inflamatorio durante la esclerosis múltiple, lo que indica que tiene función inmunomoduladora8,9, pero se desconoce cómo ejerce su acción durante la respuesta inmune.

El estrés oxidativo e inflamatorio puede alterar las uniones estrechas de la BHE, como probablemente sea el caso en varias enfermedades neurodegenerativas10. La alteración en la expresión y función de Gp-P en la BHE puede contribuir a la patogenia de los trastornos neuroinflamatorios, como en la esclerosis múltiple8,9.

Diversas variantes de ABCB1 se han asociado a diferentes enfermedades que implican eventos inflamatorios, como epilepsia11, cáncer12, enfermedades neurodegenerativas7(Alzheimer13, Creutzfeldt Jakob14, Parkinson15 y otras7) y algunos padecimientos autoinmunes como lupus eritematoso sistémico, enfermedad inflamatoria intestinal, cirrosis hepática, trombocitopenia autoinmune y artritis reumatoide, en las que condicionan resistencia a agentes antineoplásicos, antidepresivos o inmunosupresores16.

Las enfermedades que afectan a la mielina sana, generalmente por defectos metabólicos que condicionan su destrucción, se denominan enfermedades desmielinizantes (ED). La esclerosis múltiple es una enfermedad inflamatoria desmielinizante, neurodegenerativa, crónica y multifactorial del SNC, en la que factores genéticos y ambientales juegan un papel importante en la susceptibilidad: esta es la ED más frecuente, seguida de la neuromielitis óptica y de la neuritis óptica, entre otras, donde la esclerosis múltiple es causa importante de discapacidad en adultos jóvenes17.

La esclerosis múltiple es más frecuente en mujeres, aunque los hombres afectados suelen desarrollar cuadros más graves de la enfermedad18,19; en poblaciones asiáticas, además de la alta prevalencia en mujeres, se han observado diferencias en la respuesta al tratamiento asociadas a los genotipos de ABCB116,20.

El objetivo de este estudio fue determinar la asociación y participación de las variantes ABCB1 (C1236T, G2677T/A y C3435T), sus haplotipos y sus combinaciones de genotipos en las enfermedades desmielinizantes.

Se estudió a 199 pacientes con ED no relacionados (tabla 1), que incluían 104 casos de esclerosis múltiple (remitente recurrente, secundaria progresiva y primaria progresiva), 43 de neuromielitis óptica, 37 de neuritis óptica y 15 de síndrome clínico aislado, atendidos en la Clínica de Enfermedades Desmielinizantes del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez de Ciudad de México (México). No se incluyeron los antecedentes familiares de enfermedad desmielinizante.

También se estudió a 200 sujetos controles, sin datos clínicos de enfermedad neurológica o autoinmune y sin antecedentes familiares de enfermedad desmielinizante (129 mujeres y 71 hombres) con edad promedio de 31,0±10,3 años del banco de ADN del Instituto Manuel Velasco Suárez.

El protocolo fue aprobado por el Comité Científico y el Comité de Ética en Investigación del Instituto. Pacientes y controles eran descendientes de padres y abuelos mexicanos. Previo consentimiento informado, se tomó muestra sanguínea para extracción de ADN mediante método estándar.

La genotipificación de C1236T y C3435T se llevó a cabo mediante PCR-RFLP de acuerdo con Cascorbi et al.21. La variante G2677T/A fue genotipificada mediante secuenciación Sanger usando un analizador genético ABI Prism 3130 y oligonucleótidos diseñados por Cascorbi et al., empleando ABI Prism BigDye Terminator® v3.1 (Applied Biosystems, EE. UU.).

Los haplotipos y las combinaciones de genotipos se conformaron de acuerdo con reportes previos, siguiendo la secuencia de las variantes en el ADN codificante (1236/2677/3435)22,23, con el que se obtuvieron 54 combinaciones de genotipos.

El análisis estadístico se realizó con el programa SPSS v20.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.) y el SNPstats para el análisis de haplotipos24. Las frecuencias genotípicas y alélicas en el grupo control estuvieron en equilibrio Hardy-Weinberg. La estadística paramétrica se hizo mediante la prueba t de Student y la no paramétrica por regresión logística y χ2 para determinar diferencias entre grupos, y se calculó la OR al 95% de confianza para determinar la asociación con ED.

Adicionalmente, se obtuvo información clínica de los casos de esclerosis múltiple, como edad de inicio desde el primer síntoma compatible con la enfermedad; puntuaciones de EDSS25 inicial, reportado en la primera consulta, y EDSS final, que corresponde al reportado al momento de la toma de sangre para extracción de ADN, y años de evolución, desde el primer síntoma hasta la obtención de muestra, para calcular la tasa media de progresión anualizada o índice de progresión (IP=EDSS final/años de evolución). Se agruparon las formas clínicas de esclerosis múltiple en un solo grupo para evitar la disminución del poder estadístico. Se analizó esta información respecto a genotipos, combinaciones de genotipos y haplotipos ABCB1 mediante modelos de regresión lineal y prueba t de Student, considerando una p significativa menor de 0,05.

Se presentan los datos clínicos y demográficos (tabla 1), las frecuencias genotípicas y alélicas, así como el análisis de asociación de las variantes ABCB1 en pacientes con ED y controles (tabla 2), modelos de regresión logística para genotipos y alelos ABCB1 (tabla 3), el análisis de asociación entre casos y controles portadores y no portadores de combinaciones de genotipos ABCB1 (tabla 4), el análisis de asociación para haplotipos entre casos y controles (tabla 5) y modelos de regresión lineal entre portadores y no portadores de variantes ABCB1 respecto a la edad de inicio de una ED (tabla 6).

Diversos estudios han proporcionado suficiente evidencia para demostrar que la combinación de las variantes C1236T, G2677T/A y C3435T juega un papel clave en la modificación de la expresión de ABCB1 y que la función de Gp-P16 está asociada al desarrollo de enfermedades23 y, por lo tanto, influye en la respuesta a la terapia con sustratos de Gp-P16.

La expresión de Gp-P vascular en la BHE disminuye en lesiones de esclerosis múltiple: su desaparición coincide con la presencia de infiltrados perivasculares formados por linfocitos9. Esta función disminuida de Gp-P durante la neuroinflamación puede alterar la homeostasis cerebral y agravar la progresión de la enfermedad a través de la exposición de células del SNC vulnerables a compuestos perjudiciales8,9.

Las diferentes combinaciones de genotipos de riesgo encontradas en este estudio («GGCC» y «GTTT») indican que Gp-P funciona de manera diferente en ambos sexos, lo que apoya la teoría de que las proteínas transportadoras se expresan diferencialmente entre sexos y tienen contribución importante en la distribución de fármacos y en el desarrollo de toxicidad26. Se sabe que la variante G2677T/A produce un cambio de aminoácido (Ala893Ser/Thr) donde Ser893 y Thr893 son susceptibles de fosforilación y glicosilación, pero no Ala893, que altera la conformación estructural, el plegamiento adecuado, la degradación proteica, el tráfico, la localización y la función de Gp-P26,27, mientras que las variantes C1236T y C3435T generan cambios conformacionales en el ARNm que conducen a inestabilidad y alteran la vida media de Gp-P3,6. Esto influye en el metabolismo y eliminación de sustancias tóxicas o cancerígenas, ya que ocasiona el acúmulo intracelular de metabolitos, causa daño celular, altera la apoptosis y provoca defectos en la respuesta inmune o el desarrollo de cáncer12.

En este estudio, el genotipo GT2677 codifica el fenotipo Ala/Ser893, en el que solo habría riesgo cuando se exprese G para traducir Ala893, pero no cuando se exprese T para traducir Ser893, lo que implica mejor funcionamiento de Gp-P en mujeres. Por el contrario, el genotipo GG2677 en hombres produce el fenotipo Ala/Ala893, de modo que la estructura y función de Gp-P permanece siempre alterada, lo que finalmente se traduce en mayor riesgo de complicaciones por la enfermedad y deficiencia en la función de Gp-P. Los resultados encontrados referentes al índice de progresión apoyan esta idea, ya que los hombres portadores del alelo G2677, combinación de genotipos CCGGCC y haplotipo CGC, tuvieron los cuadros más graves de la enfermedad.

Complementando lo anterior, se ha visto que la combinación de G2677T/A y C3435T induce liberación variable de citocinas dependiente de sus genotipos1, lo que también influye en el proceso inflamatorio y en la gravedad de los pacientes con ED.

El buen o mal pronóstico de las ED depende del sexo, considerado factor de riesgo para desarrollar esclerosis múltiple en mujeres18, y la edad de inicio, variable entre sexos con influencia sobre las características y evolución de la enfermedad18,28-30.

Las hormonas sexuales pueden desempeñar un papel modulador sobre los circuitos de inflamación, neurodegeneración y reparación neuronal que intervienen en la esclerosis múltiple18,19. Estrógenos y progesterona pueden elevar los niveles de Gp-P y actuar como sustratos de ella31, mientras que la testosterona inhibe la Gp-P32, vuelve más vulnerables los oligodendrocitos al daño excitotóxico19; en mujeres con esclerosis múltiple, el nivel de testosterona es menor durante la exacerbación de la enfermedad, no así en hombres19. De ahí que el sexo femenino sea considerado factor de buen pronóstico, pues con frecuencia las mujeres desarrollan cuadros menos agresivos de esclerosis múltiple. Por el contrario, los hombres con esta enfermedad tienden a presentar sintomatología más grave, por lo que el sexo masculino está asociado con peor pronóstico19. Nuestros resultados complementan estas investigaciones, ya que las variantes ABCB1 estratifican a ambos sexos, de modo que los hombres y mujeres portadores de genotipos de riesgo pueden presentar mayores complicaciones en cuanto a síntomas de la enfermedad y respuesta a tratamientos, mientras que los portadores de genotipos protectores en ambos sexos pueden tener mejor recuperación y respuesta al tratamiento. Esto refleja que la función de Gp-P y su interacción con hormonas sexuales también dependen de los genotipos ABCB1. Este estudio señala, además, que la edad de inicio también depende de las variantes ABCB1 y confirma la importancia de las variantes sexo-específicas de proteínas transportadoras en el estudio de las ED29,33.

Estos hallazgos podrían ser útiles en el tratamiento de la enfermedad, ya que una terapia aplicada tardíamente suele ser menos efectiva que su aplicación temprana y, en el caso de las ED, un tratamiento precoz suele incluso retrasar la conversión de síndrome clínico aislado a esclerosis múltiple34.

Los factores de riesgo encontrados en este estudio (G2677, GG2677, CC3435, GGCC y GTTT) han sido considerados como factores predictivos en el inicio de cáncer y enfermedades autoinmunes en poblaciones de China, Japón y España, entre otras12,23,35-37, por lo que podrían emplearse como marcadores predictivos de ED en pacientes mexicanos. Las frecuencias alélicas y genotípicas de este estudio fueron similares a las de reportes previos en población mexicana clínicamente sana38 y similares también a población china, japonesa y rusa 3,5,16,35,39.

Los genotipos GG2677 y CC3435 favorecen el transporte lento de sustratos de Gp-P en sujetos asiáticos y caucásicos-españoles4,5,16,22,37,40, lo que implica un transporte lento de sustancias endógenas y exógenas que sean sustratos de Gp-P, como reportaron Cotte et al., en pacientes con esclerosis múltiple tratados con mitoxantrona40. Esto señala que los pacientes portadores de estos genotipos podrían tener acúmulo tóxico de sustratos endógenos o exógenos, y podrían responder en forma similar a poblaciones asiáticas a los fármacos que sean sustratos de Gp-P. Las combinaciones de genotipos también se han asociado con las propiedades farmacocinéticas de fármacos que son sustratos de Gp-P en poblaciones asiáticas5,22,37.

La similitud entre mexicanos y asiáticos se confirmó con la identificación de los haplotipos TTT, CGC y TGC en pacientes y controles (tabla 5)5,16,22 con frecuencias diferentes a las reportadas en caucásicos y africanos4-6. Incluso en población china con enfermedad autoinmune se reportó que el haplotipo TTT es más común que TAT, y que CAC es más frecuente que CTC16, igual que en esta muestra de población mexicana (tabla 5).

Varios estudios han reportado la importancia de analizar las combinaciones de genotipos ABCB1, lo que sería de gran valor para predecir la actividad de Gp-P6,22, la farmacocinética22, la respuesta a tratamientos1,16,22,40 y la asociación a enfermedades. Nuestros resultados son congruentes con tales hallazgos, por lo que pensamos que la Gp-P está involucrada y comparte mecanismos fisiológicos y patológicos de las ED con otros trastornos autoinmunes10, en los que, probablemente, dentro del SNC existe un ambiente lo suficientemente tóxico para degenerar el sistema, aunque se necesitan más estudios. Es probable que las variantes ABCB1 de riesgo estén presentes en pacientes en quienes la ED puede ser el resultado del acúmulo de sustancias durante años7, lo que finalmente puede dañar a las células portadoras de Gp-P deficiente, al estresar y debilitar las células de la BHE10 y favorecer la respuesta inmune en un intento por restaurar estos daños30.

La mayor frecuencia de variantes de riesgo identificada en pacientes con ED indica que la función de Gp-P en el SNC depende de la combinación de variantes ABCB1, y la genotipificación temprana puede contribuir a que los pacientes reciban el tratamiento adecuado a sus genotipos ABCB1 para mejorar su estado de salud.

Así mismo, estos hallazgos toman mayor relevancia, ya que son la base para desarrollar protocolos encaminados a identificar sujetos en riesgo de ED, biomarcadores que ayuden a un diagnóstico oportuno y certero y, al correlacionarlos con la evolución y respuesta a los medicamentos modificadores de la enfermedad, personalizar el tratamiento y llevar la investigación básica a la práctica clínica con mejores modelos de diagnóstico y tratamiento de las ED.

En este estudio, las combinaciones de genotipos GGCC en hombres y GTTT en mujeres pueden mostrar asociación con el desarrollo de ED, cuyos portadores podrían tener acumulación tóxica de sustratos de Gp-P.

El haplotipo TTT en la muestra tiene mayor frecuencia y es similar a poblaciones asiáticas.

La edad de inicio en ED podría ser modulada diferencialmente entre sexos por el alelo G2677 del gen ABCB1.

La presente investigación no ha recibido ayudas específicas provenientes de agencias del sector público, sector comercial o entidades sin ánimo de lucro.

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.